OKChain 研究报告:安全、高效的 DeFi 孵化公链

OKChain 研究レポート:安全で効率的な DeFi インキュベーションパブリックチェーン

BroadChainBroadChain2020/07/14 20:21
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まとめ

DEX 運営者という役割を導入することで、市場上の他の DEX 取引所が抱える流動性不足という課題を解決します。

目次

一、OKChain とは 2

1.1 OKChain の概要 2

1.2 Cosmos のアーキテクチャ 2

1.2.1 Tendermint 3

1.2.2 クロスチェーン機構 3

1.3 OKChain トークンの仕組み 5

1.3.1 OKT の発行メカニズム 5

1.3.2 OKT の機能 5

二、OKChain の運用とエコシステムにおける役割 6

2.1 ブロック生成の流れ 6

2.2 投票の仕組み 7

2.2.1 投票の重み付け 7

2.2.2 代理人(デリゲーター) 8

2.3 OKChain ノードの要件 8

2.3.1 トークンのステーキング要件 9

2.3.2 ハードウェア要件 9

2.3.3 ソフトウェア要件 11

2.4 ノードの報酬とペナルティ 11

2.4.1 ノードへの報酬と分配ルール 11

2.4.2 ノードへのペナルティルール 11

2.5 オンチェーンガバナンス 12

三、OKChain-OpenDEX 13

3.1 中央集権型取引所(CEX)と分散型取引所(DEX) 13

3.1.1 中央集権型取引所(CEX) 13

3.1.2 分散型取引所(DEX) 14

3.1.3 OKChain と OKEx の相乗効果 15

3.2 OpenDEX 15

3.2.1 オンチェーンオーダーブック方式 16

3.2.2 集合競争マッチングモデル 16

3.2.3 OpenDEX の優位性 16

四、まとめ 18

一、OKChain とは

1.1 OKChain の概要

OKChain は、OKEx が開発したオープンソースのブロックチェーンアプリケーション向けパブリックチェーンです。その目的は、安全で効率的な DeFi インフラを構築し、コミュニティ主導の運営、透明な取引ルール、ユーザー自身による資産管理を実現する分散型取引所(DEX)を構築することにあります。

クロスチェーン技術は、ブロックチェーン世界における資産やデータの相互運用を可能にする鍵であり、DeFi の基盤技術でもあります。「クロスチェーン」とは、異なるブロックチェーンプラットフォーム間で資産を移転したり、情報を交換したり、アプリケーションを連携させたりすることを意味します。これは、異なるパブリックチェーンをつなぐ橋のような役割を果たし、異なるブロックチェーンネットワーク間でのデータ伝送を実現するとともに、そのコストを大幅に削減します。クロスチェーンモジュールを活用することで、ブロックチェーン間の価値連携、ユーザー連携、アプリケーション連携を容易かつ効果的に実現でき、エコシステムと付加価値体系の共同構築が可能になります。

そこで OKChain は、Cosmos の Tendermint メカニズムと CosmosSDK を基盤として構築されています。Cosmos は、クロスチェーン相互運用プロトコルである IBC(Inter-Blockchain Communication protocol)を提唱しており、Tendermint コンセンサスアルゴリズムの即時ファイナリティ(最終確定性)と組み合わせることで、ブロックチェーン間の価値転送を実現します。将来的には、異なる種類のチェーン間でのクロスチェーンもサポートし、価値の多方向流通という課題の解決を目指します。

1.2 Cosmos のアーキテクチャ

Cosmos は、多数の独立した並列ブロックチェーンから構成されるネットワークで、各ブロックチェーンはノードを介して相互接続されています。そのコンセンサス層にはすべて、ビザンチン障害耐性(BFT)を備えた高性能・高整合性の効率的なコンセンサスエンジンである Tendermint が採用されています。Cosmos ネットワークは主に「Hub(ハブ)」と複数の「Zone(ゾーン)」の2つの部分で構成されます。各 Zone と Hub はそれぞれ独立したブロックチェーンであり、独自のステートとコンセンサスを持っています。Zone は特定のアプリケーション要件を満たすためのブロックチェーンであり、Hub は Zone 間のクロスチェーン取引処理に特化しています。Hub は中央銀行の決済機能に似た役割を果たし、異なる Zone がクロスチェーン通信プロトコル IBC を通じて共通の Hub と接続・相互運用することで、クロスチェーンによる価値転送を完了させます。

(Cosmos 構造図、出典:インターネット)

Cosmos は「ブロックチェーンの開発を容易にし、相互接続性を実現する」というビジョンを掲げています。このうち、ブロックチェーン開発の容易化を実現する鍵が Tendermint コンセンサスアルゴリズムであり、ブロックチェーン間の相互接続性を実現する鍵がそのクロスチェーン機構です。

1.2.1 Tendermint

Tendermint は、主に2つの技術コンポーネントから構成されています。1つはブロックチェーンコンセンサスエンジン「Tendermint Core」、もう1つは汎用アプリケーションプログラミングインターフェース「ABCI」です。Tendermint Core は、ノード間のデータ転送とビザンチンコンセンサスを担当し、BFT と DPoS を組み合わせたコンセンサスアルゴリズムを採用しています。これにより、ブロック生成のファイナリティ(トランザクションがブロックに書き込まれ、ブロックチェーンに追加された後は、覆すことも改ざんすることもできない状態)を実現し、すべてのノードが同じ順序で同じトランザクションを記録することを保証します。これによって、トランザクションの超高速確認と高いスループットが達成されます。全体として、Tendermint Core はブロックチェーンのネットワーク層とコンセンサス層を担当し、開発者が独自のブロックチェーンをカスタマイズできるように支援します。開発者はコンセンサスやネットワーク転送の実装を気にする必要はありません。

ABCI はブロックチェーンアプリケーションプログラミングインターフェースであり、プロトコルでもあります。あらゆるプログラミング言語によるトランザクション処理をサポートしています。Cosmos フレームワークに基づいてブロックチェーンを開発する場合、開発者が行うべきことは、ABCI インターフェースに準拠したアプリケーションを記述することだけです。

さらに、ユーザーによるブロックチェーン開発をより容易にするため、Cosmos は Tendermint Core と ABCI の上に「Cosmos SDK」というツールを提供し、ブロックチェーン内の共通モジュールを標準化しています。Cosmos SDK は、いわば Cosmos の「チェーン構築ツール」です。開発者はシンプルなモジュール化手法を用いて、ガバナンスやステーキングなどのモジュールを追加しながら、ネットワーク上に独自のブロックチェーンを設計できます。このプロトコルで生成されたブロックチェーンは、生まれながらにして相互接続が可能であり、ブロックチェーンプロジェクトの開発が非常に簡便になります。

1.2.2 クロスチェーン機構

対象となるブロックチェーンの基盤技術プラットフォームの違いに応じて、クロスチェーンは「同種チェーン間クロスチェーン」と「異種チェーン間クロスチェーン」に分けられます。同種クロスチェーンとは、基盤構造(暗号アルゴリズム、アドレスやアカウントの算出規則など)が同じブロックチェーン間の相互作用を指し、例えばイーサリアム系トークンの取引などが該当します。同種クロスチェーンは多くのプロジェクトで比較的成熟した段階にありますが、BTC、ETH、USDT といった最大規模の主流資産との相互運用は実現できていません。

一方、異種クロスチェーンとは、構造が異なるブロックチェーン間で、クロスチェーンを通じて価値をロックしたり交換したりすることを意味し、価値の多方向流通という課題を解決できます。Cosmos は、リレーチェーンを基盤としたマルチチェーン・マルチレイヤー構造を採用しており、クロスチェーン資産の相互運用をサポートしています。

並列チェーン間のクロスチェーン相互運用をサポートするため、Cosmos はクロスチェーン相互運用プロトコル IBC を提唱しています。Tendermint コンセンサスアルゴリズムの即時ファイナリティを活用することで、複数の異種チェーン間での価値とデータの転送を実現します。すべての並列チェーンは IBC を介して Hub に接続され、Hub がリ��ーチェーンとして機能して、クロスチェーン取引の検証と転送を補助します。

具体的な流れは以下の通りです。Hub は、他のすべての Zone の状態を同期して記録するよう Zone を支援します。これは、他の Zone のブロックヘッダーを記録することで実現されます。Zone1 が Zone2 にクロスチェーンメッセージを送信する際、Zone1 はそのすべての情報を自身のブロックヘッダーにパッケージ化します。Hub は、Zone1 がその情報を含むブロックについてコンセンサスに達するのを待ち、その後 Zone1 のブロックヘッダーを新しいブロックにパッケージ化します。Hub がブロックコンセンサスを完了すると、Zone2 は Hub からブロードキャストされた Zone1 のブロックヘッダーを含む検証情報を受信します。その後、Zone2 は Zone1 に関する証明が真実かどうかを検証し、真実であれば関連する操作を実行します。実行完了後のブロック情報は Hub に送信されます。

(IBC クロスチェーンメッセージ伝達、出典:OKEx リサーチ)

OKChain から Cosmos へ 10 OKT を送金する例を用いて、IBC によるクロスチェーン相互運用を説明します。

  1. OKChain と Cosmos がクロスチェーン取引を行う場合、OKChain と Cosmos チェーンはそれぞれ相手方のブロックチェーンのライトノードサービスを実行する必要があります。これにより、相手方のブロックヘッダー情報をリアルタイムで受信でき、その後 SPV(簡易支払い検証)に類似した検証(SPV ノードは、Merkle パス証明の要求とブロックチェーン内のプルーフ・オブ・ワークの検証を通じて、トランザクションの存在を証明します)を容易に実行できます。

  2. OKChain 上で IBC プロトコルを初期化し、関連資産 10 OKT を凍結し、対応する証明を Cosmos Hub ブロックチェーンに送信します。

  3. Cosmos Hub チェーンが対応する IBC メッセージを受信し、OKChain チェーンのブロックヘッダー情報を用いて、OKChain が実際に該当資産を凍結したことを確認した後、Cosmos チェーンは等価の 10 OKT を生成します。

  4. これにより、OKChain から Cosmos への 10 OKT の送金が実現されます。

1.3 OKChain トークンの仕組み

OKChain のメインネットが立ち上がると、基本トークンである OKT が発行されます。ジェネシスブロックのトークンは、100% OKB の保有割合に従って OKB 保有者にマッピングされます。OKT は OKChain エコシステムの価値キャリアであり、その価値の裏付けは、OKChain 上のアプリケーション(DEX、DeFi など)の発展状況に依存します。

1.3.1 OKT の発行メカニズム

OKT の発行メカニズムは、ジェネシスブロック発行と年次増発から構成されます。ジェネシスブロックでは 3 億枚が発行され、増発部分は年率 1% と設定されており、各ブロックに対して均等に分配されます。

1.3.2 OKT の機能

1)システムリソースの使用

プログラムが OKChain ネットワーク上で実行される場合、OKChain はそのプログラムに十分な計算能力、ストレージ、帯域幅などのネットワークリソースを割り当てなければなりません。OKChain はイーサリアムのリソース使用課金モデルを採用しており、ネットワーク上のトランザクションは処理されるために手数料を支払う必要があります。具体的な課金方式は以下の通りです:トランザクション実行費用 = ceil(Gas × Gas Price)。Gas Price とは、実行者が各 Gas に対して支払う金額を指し、OKT で計測されます。

2)ステーキング(質押)

ノードが検証者ノードや代理人ノードとして登録する際には、一定量の OKT をステーキ���グ(質押)する必要があります。これは悪意ある行為を防止するためです。また、オンチェーンガバナンスにおいて提案を提出する際にも OKT をステーキングする必要があり、悪意ある提案の乱発を防ぎます。さらに、注文取引においても、注文を出す際に OKT をステーキングする必要があります。

3)業務手数料

一定数量の OKT を保有するユーザーは、OKChain ネットワーク上で新しいトークンを発行できます。デジタル資産取引ペアの申請提案とアクティベーションが完了した後、新しく発行されたトークンは OpenDEX 上で自由に取引可能になります。トークンの発行、デジタル資産取引ペアのアクティベーション、増発、消却などの操作には、それぞれ対応する業務手数料を支払う必要があります。

(業務手数料(テストネットからのデータ、メインネットでは変更される可能性あり)、出典:OKEx リサーチ)

4)マッチング保証金

OpenDEX 上では常に取引注文が発生していますが、ブロック容量には限界があります。もし当該ブロック周期内の取引件数がブロックの収容能力を超えてしまった場合、システムは「ゴミトークンペア」と「価値あるトークンペア」を区別できません。そこで OpenDEX は、マッチング保証金のステーキング方式を採用しています。事業者は、自社が運営する取引ペアに対して任意の数量(ゼロでも可)の OKT をステーキングし、保証金として充当できます。マッチングシステムは、保証金の金額に応じて、保証金額が高い取引ペアを優先的に処理します。ただし、取引ペアの保証金額が同一の場合には、時間順に早期に注文された取引ペアを優先的にマッチングします。この仕組みは、動的入札オークションの考え方で問題を解決するとともに、OKT の利用シーンを拡大します。また、これは DEX 運営者の実力を定量化する指標にもなります。仮に各ブロックが 100 件の取引をマッチング可能であり、当該ブロック生成期間中に A 取引ペアおよび B 取引ペアそれぞれ 100 件ずつ、合計 200 件の取引が生成されたとします。この場合、100 件の取引が当該ブロックに収容されず、マッチングされません。このとき、A 取引ペアに対する事業者の保証金が B より大きい場合、システムは A 取引ペアの 100 件の取引を優先的にマッチングします。また、A と B の保証金額が等しい場合、システムは注文時間の早い方の 100 件の取引を優先的にマッチングします。

5)投票

投票は、トークン保有者が検証者ノードを選出したり、オンチェーンガバナンスに参加したりする主な手段です。保有者はトークンをステーキングすることで投票権を得ることができ、1 OKT につき 1 票の投票権が与えられます。なお、この 1 票の投票権は、同時に最大 30 の候補ノードに割り当てることができます。ブロック生成プロセスにおいて、検証者ノードは保有者または代理人の投票の重みによって決定され、オンチェーンガバナンスにおいても、検証者ノードは投票によって提案に対する意思決定を行います。

二、OKChain の運用とエコシステムにおける役割

2.1 ブロック生成の流れ

OKChain は Tendermint(BFT-DPoS)コンセンサスアルゴリズムを採用しており、ブロック生成には以下の6つの基本ステップがあります:フルノードの実行 → 立候補ノードへの登録 → 検証者ノード(マイナー)の投票選出 → ブロック生成ノードの選出 → ブロック提案 → Tendermint コンセンサス投票による新区塊の生成。

(OKChain のブロック生成フロー、出典:OKEx リサーチ)

ブロック生成ノードになる前に、保有者はノードクライアントを実行し、ブロックチェーン分散ネットワークにおけるフルノードとなる必要があります。フルノードは、トークンをステーキングして検証者ノードとして登録し、立候補ノードとなります。これにより、保有者からの投票を受けられるようになります。その中で、OKT の投票の重みが上位21位のノードが、次の周期の検証者ノード(すなわちマイナー)となります。その後、システムは21ノードの得票数に基づいて投票の重みをそれぞれ計算し、その重みに基づくランダムアルゴリズムによってブロック生成ノードを選出します。提案ノードは Tendermint コンセンサスプロトコルに従ってブロックを生成します。

Tendermint コンセンサスでは、1回のブロック生成を成功裏に完了させるには、「事前投票(pre-vote)」と「事前コミット(pre-commit)」という2段階の投票が必要です。ブロック生成ノードが選出されると、ネットワーク全体のすべてのトランザクションを監視・収集し、一定時間内に新しいブロックを構成してネットワーク全体にブロードキャストします。これが「提案ブロック(proposal block)」です。すべての検証者ノードがこの提案ブロックを受信すると、ブロック内のすべてのトランザクションを読み取り、検証を開始します。問題がなければ、事前投票メッセージを発行します。この事前投票メッセージはすべての検証者ノードにブロードキャストされ、同意投票数が2/3を超えた場合にのみ、第2段階の事前コミット投票へと進みます。検証者ノードが収集した事前コミットの同意票数が2/3を超えると、この提案ブロックが大多数によって承認されたことになり、このブロックはローカルのブロックチェーンに書き込まれ、新区塊の生成が完了し、ファイナリティが確保されます。

(Tendermint コンセンサスプロセス、出典:OKEx リサーチ)

ブロック生成が完了すると、システムは次のラウンドへと移行し、新しいブロックの提案を開始します。

現在の提案ブロックがオフラインになったり、ネットワークが遅延したりするなどの理由により、ブロック生成ノードがブロックの提出に失敗することがあります。このような場合、プロトコルは次の検証者ノードをブロック生成ノードとして選出し、同じ高さ(height)で新しいブロックを提案して再び投票を開始します。さらに、Tendermint はロック機構を導入しており、検証者ノードが一度事前コミットしたブロックは、そのブロックに「ロック」され、必ずそのブロックに対して事前投票を行う必要があります。前のラウンドで事前提案および事前投票がブロック提出に至らなかった場合、当該検証者ノードはロック解除され、新しいブロックに対する次のラウンドの事前コミットを行います。ビザンチンノードが検証者ノードの3分の1未満である場合、Tendermint は検証者ノードが同一高さでブロックを重複して提出することによる衝突を絶対に回避できることが保証されています。

2.2 投票の仕組み

投票は、トークン保有者が検証者ノードを選出したり、オンチェーンガバナンスに参加したりする主な手段です。検証者ノードは保有者または代理人ノードの投票によって選出され、1人の投票者は同時に最大30の候補ノードに投票できます。候補ノードは投票の重みが高い順に並べられ、システムは上位21のノードを検証者ノードとして選出します。また、その他の候補ノードはバックアップノードとなります。検証者ノードの選挙は周期的に行われ、新しい周期になると保有者による再投票が行われます。

オンチェーンガバナンスの段階では、保有者または代理人ノードが投票を行わなかった場合、彼らが選んだ検証者ノードが直接投票権を継��します。この21の検証者ノードが提案に対して投票を行い、これらのノードに投票した保有者または代理人ノードが当該ノードの投票に異議を唱える場合は、自身で直接投票して投票選択を修正することができます。

2.2.1 投票の重み付け

(重み係数および投票の重み式、出典:OKChain GitHub)

Weight は投票の重み係数であり、時間とともに変化します。投票時刻が開始時刻から離れるほど、重み係数は大きくなります。

now_timestamp は現在の投票タイムスタンプです。

start_timestamp は開始タイムスタンプで、946684800(2000年1月1日 00:00:00 UTC)を採用しています。

seconds_per_day は1日の秒数で、60×60×24です。

weeks_per_year は1年の週数で、ここでは52を採用しています。

Shares は投票の重みです。

delegated_Tokens はステーキングされた OKT の数量です。

投票の重み係数は、現在の投票時刻と2000年の開始時刻の差を364日の秒数で除算したものです。投票時刻が開始時刻から離れるほど、重み係数は大きくなります。投票の重みは、ステーキング金額に2の重み係数乗を掛けたものとなります。したがって、ステーキング金額が大きく、投票時刻が新しいほど、投票の重み係数は大きくなります。これは、一定程度、ユーザーがステーキング金額を増やし、継続的に投票に参加することを促す効果もあります。

2.2.2 代理人(デリゲーター)

検証者ノードの重みは、OKT 保有者がステーキングして投票することによって決定されます。OKT 保有者は直接投票することもできますが、投票権を代理人に委任して検証者ノードの選出を代行してもらうこともできます。ユーザーは、ステーキング口座に一定量の OKT を預けることで、初めて代理人として登録でき、他の口座の選挙投票を代理できるようになります。代理人がロックされた投票を辞退する場合、14日間のロック期間が終了してからでなければ OKT を引き出すことができません。

資金の安全性に関しては、ユーザーはいかなる秘密鍵も渡す必要はなく、代理人アカウントが得るのはトークンの投票権のみです。トークンを代理人にステーキングすることは、チェーン上の委任アクションであり、実際にはトークンの所有権は依然としてユーザーの個人アドレスに留まります。ユーザーが代理人にステーキングするトークンの数量を変更すると、代理人のすべての投票の重みも同時に更新されます。

検証者ノードがシステムから報酬を得る場合、その報酬は投票した代理人にも分配されます。検証者ノードがペナルティルールをトリガーした場合、代理人の収益にも影響が出ます。したがって、代理人は投票前に、OKLink やその他の OKChain ブロックチェーンエクスプローラーで検証者ノードに関する一連の情報を直接閲覧し、検証者ノードを慎重に調査・選別する必要があります。投票後も、検証者ノードの稼働状況を継続的に監視し、委任した検証者ノードが適切に行動していることを確認する必要があります。例えば、高い稼働率を維持しているか、二重署名や侵害を受けていないか、ガバナンスに参加しているかなどです。危険信号を検出した場合、代理人は直ちに委任を解除するか、別の検証者ノードへの投票切り替えを行うことができます。このプロセスは即時に有効になります。

2.3 OKChain ノードの要件

OKChain は、一連の検証者ノードによってネットワークのセキュリティを維持しています。検証者ノードの役割は、フルノードを実行し、投票をブロードキャストしてコンセンサスに参加することです。検証者ノードになるには、システムの要件を満たす必要があります。これは単にステーキングするトークンの数量だけでなく、ハードウェア構成およびソフトウェアの要件も含みます。

(検証者ノードの責任、出典:OKEx リサーチ)

2.3.1 ステーキングトークンの要件

検証者ノードに選出される前提条件は、OKChain ネットワークに正常に接続し、10万 OKT をステーキングすることです。

2.3.2 ハードウェア要件

ノードに一般的に必要な構成は以下の通りです。

(ハードウェア構成要件、出典:OKEx リサーチ)

OKChain の最低システム要件:

(OKChain の最低システム要件、出典:OKChain GitHub)

ご覧の通り、プロジェクト初期段階ではノードの構成要件は高くありませんが、ネットワーク利用が増加するにつれて、後期にはノードの構成要件も高くなります。イーサリアムやビットコインのようなチェーンと比較して、OKChain ネットワークは非常に高いスループットを有しており、各ノード間の通信を正常に保つために、やや高い帯域幅を要求します。ハードディスクは動的に拡張する必要があります。ブロックデータが増加するにつれて、ブロック生成ノードは完全なブロックデータを保存する必要があるため、ハードディスク容量が不足した場合には、速やかにハードディスクを拡張する必要があります。

現在、サーバー構成には主に2つの方法が選択可能です。

自宅サーバーとは、自身でハードウェアサーバーを購入し、電源とネットワーク環境を整えてサービスを運用する方法です。初期導入コストが比較的高く、ハードウェア費用や設置場所の確保、運用に必要な人件費なども考慮する必要があります。また、24時間安定した電源とネットワーク環境が必須であり、環境条件への要求も厳しくなります。一方で、一部のサービスについては直接かつ柔軟にカスタマイズできるという利点があります。

クラウドサーバーは、既製のクラウドサービスを利用し、パラメータを動的に設定してサービスを実行する方法です。主なメリットは柔軟性とコスト効率の高さにあります。現在、大多数のノードはAWS(Amazon)、Google Cloud、Alibaba Cloudなどのクラウドサーバー上に構築されています。これらのサーバーを準備した後、公式の設定手順に従ってノードを起動できます。ただし、この点は分散型コミュニティから長年にわたり批判を受けており、分散型ネットワークのノードサービスが依然として世界の大手IT企業のインフラに依存しているという問題があります。

OKChainのバリデーターノードでは、サーバーデータセンターの所在地に冗長電源、冗長ネットワーク接続、および冗長ストレージバックアップを備える必要があります。光ファイバー、ファイアウォール、スイッチ用に複数台の冗長ネットワーク機器を用意し、さらに冗長ハードディスクドライブおよびフェイルオーバー機能を備えた小型サーバーを配置することが推奨されます。ハードウェアはデータセンター設備の下部に設置可能です。

2.3.3 ソフトウェア要件

OKChainノードを実行する際には、ノードの監視・アラート・管理ソリューションを導入することが推奨されます。これにより、攻撃やサービス中断への迅速な対応が可能となり、データセンターのセキュリティおよび分離性を維持できます。また、意図しないステーキング解除や、システムのペナルティルールに抵触する事態を回避できます。

2.4 ノード報酬およびペナルティルール

2.4.1 ノード報酬および分配ルール

ブロックチェーンプロジェクトにおいて、ブロック生成ノード(マイナー)向けに設計された経済的インセンティブメカニズムは不可欠な要素です。BTCのブロック生成ノード(マイナー)の報酬は、ブロック報酬およびトランザクション手数料から構成されます。OKChainのジェネシスブロックで生成されたOKTは、OKB投資家に対して1:1でエアドロップされますが、そのマイナー報酬の源泉はどこにあるのでしょうか?

OKChainの報酬は以下の2つの部分から構成されます。第1に、年率1%のシステムによる新規発行であり、これは各ブロックに比例して新規発行されます。この新規発行量の25%はブロック報酬として、21人のバリデーターノードに投票権重に応じて分配されます。残りの75%は得票率報酬として、すべての候補ノードに投票比率に応じて分配されます。この仕組みにより、ブロック報酬を得られなかった候補ノードであっても、得票率報酬によって継続的に活動を維持でき、ブロック生成ノードの不作為を防ぐことができます。

第2の報酬源は��ランザクション手数料であり、これは投票権重に応じて21人のバリデーターノードのみに分配されます。この手数料にはシステム手数料(ガス料金)および業務手数料(例:運営者が発行するトークンペアの登録料、デジタル資産取引ペアの有効化料、新規発行料など)が含まれます。

(ノード収益の源泉および分配比率、画像出典:OKEx Research)

2.4.2 ノードのペナルティルール

ノードがステーキングするトークンは、検証活動における保証金とも見なせます。ノードがブロック生成時に意図的に、または攻撃を受けた結果として無作為・不適切な動作・悪意ある操作を行った場合、ブロック生成資格を失う可能性があります。

具体的には以下の通りです:

  1. ブロック検証署名に参加しなかった場合、ノードは10分間の利用停止処分(ブロック生成禁止)を受け、10分間はブロック生成に参加できません。
  2. 同一のブロック高(height)で異なる2つのチェーン上のブロックに対して署名(二重署名)を行った場合、ノードは永久にブロック生成資格を剥奪されます。

2.5 チェーン上ガバナンス(オンチェーンガバナンス)

バリデーターノードは、新たなブロックを生成するだけでなく、チェーン上ガバナンスにも参加する必要があります。新区塊の生成はブロックチェーンの継続性を確保するためのものですが、チェーン上ガバナンスはブロックチェーン全体のパラメータ設定を決定し、それらパラメータはネットワーク全体の運用方向を左右します。したがって、バリデーターノードは極めて重要な役割を担っています。

OKChainのチェーン上ガバナンスは主に以下の4つの側面をカバーしています:①特定のテーマに関するコミュニティの意見収集、②システムパラメータの変更、③DEXにおける取引ペアの削除、④ネットワーク全体のアップグレードのサポート。悪意ある提案が提出されてコミュニティの時間と労力を浪費することを防ぐため、すべてのガバナンス提案には最低100 OKTの担保金の提出が義務付けられており、提案の権重はこの担保金の額に比例します。この要件を満たすと、提案は2週間の投票期間に入ります。投票終了時において、賛成票(棄権票を除く)が50%以上かつ反対票(棄権票を除く)が33.33%未満の場合、当該提案は承認されます。

(提案フローチャート)

三、OKChain-OpenDEX

OpenDEXは、OKChainエコシステムに基づくオープン型の分散型取引所(DEX)です。OpenDEXを理解する前に、まず中央集権型取引所(CEX)と分散型取引所(DEX)の特徴およびそれぞれの長所・短所について把握しておく必要があります。

3.1 中央集権型取引所と分散型取引所

3.1.1 中央集権型取引所

取引所の本質的な機能は「取引」であり、CEXの主な強みは流動性の高さおよび法定通貨の出入金の容易さです。しかし、明確な弱点も存在します。ユーザーは自らのトークンを取引所に預託する必要があり、リスクが非常に高くなります。「プライベートキーを所有していない限り、そのトークンはあなたに属していない」というのは、ブロックチェーン業界における格言です。

中央集権型取引所の課題点:

情報漏洩リスク
ユーザーはCEXで取引を開始する前に、詳細な個人情報を提供する必要があります。これは煩雑なプロセスであり、ユーザーがサーバー上に保存した取引データは取引所が完全に管理しており、情報の非透明性および中央集権的な管理体制が、ユーザーの情報漏洩リスクを招きます。

現行のインターネット身分認証システムには多くの問題があり、ユーザーの身分データは異なるサービスプロバイダーに分散して保管されており、統一的な管理が行われていません。そのため、ユーザーは各サービスごとにユーザー名とパスワードを繰り返し登録する必要があり、ウェブサービスを利用する際にも繰り返しログインする必要があります。また、異なるウェブサイトで同一のパスワードを使用すると、深刻なセキュリティ問題を引き起こす可能性があります。

資金流用リスク
ユーザーのトークンはすべて中央集権型取引所内に保管されており、ユーザー資産はプラットフォームによって管理されています。そのため、取引所がユーザー資産を流用したり、ユーザー情報の改ざんを行う可能性を完全に排除することはできません。

資金盗難リスク
あらゆるDEXはセキュリティ問題に直面しており、取り扱う資金が多額になればなるほど、ハッカーによる攻撃の動機も大きくなり、使用可能な攻撃手法も増加します。もし中央集権型取引所のウォレットがハッカーに攻撃された場合、そのウォレット内のトークンはすべて失われてしまいます。過去10年間に、Mt.GoxおよびCoincheckなど、30件以上の中央集権型取引所の資金盗難事件が発生しています。現在に至るまで、こうした状況は依然として抑制されておらず、毎日無数のハッカーが中央集権型システムの脆弱性を探索しています。

ネットワークダウンリスク
ネットワークダウンとは、サーバーのクラッシュ、停止、シャットダウンなど、何らかの原因により正常に稼働しなくなる状態を指します。

このような状態になると、ユーザーは正常な取引ができなくなり、ユーザーおよびサービスプロバイダー双方にとって不良な利用体験および資金損失を招くことがあります。

取引ペアの上場審査
中央集権型取引所では、取引ペアの上場に審査が必要であり、上場可能なペア数には制限があります。ユーザーは異なるトークン同士の取引を行うために、複数の取引所に登録する必要があり、その結果、ユーザーの身分データは異なるサービスプロバイダーに分散して保管されることになります。また、ウェブサービスを利用する際にも繰り返しログインする必要があります。BTCおよびETHを除けば、ほとんどのトークンは高時価総額の資産との取引ペアが1~2種類しか存在せず、同一の取引所内で必要な2種類のトークンが存在しても、時価総額が低い2つのデジタル資産間の直接的な取引ペアがないため、取引手順が大幅に複雑化します。

3.1.2 分散型取引所

分散型取引所(DEX)では、資金はユーザーのウォレットアドレスまたは取引スマートコントラクト内に保管され、完全にユーザーが管理・支配します。取引を開始する際には、取引所がスマートコントラクトを実行して取引を完了させ、資産の移転はブロックチェーン上で実行されます。取引記録はブロックチェーン上で確認可能であり、公開・透明性が保たれます。ただし、基盤となるパブリックブロックチェーンのスケーラビリティに限界があるため、多くのユーザーは資産の取引性という観点から、自らのプライベートキーを完全に管理する理想を、より高い流動性を持つ中央集権型取引所に譲らざるを得ないのが現状です。

1)分散型取引所のメリット:

資金の安全性向上
DEXのモデルはシンプルで、主にマッチング(注文照合)機能を提供し、ユーザーの資産を預託しません。資金はユーザーのウォレットアドレスまたは取引スマートコントラクト内にあり、ユー��ーが完全に管理・支配するため、誰も資金を流用できません。これにより、ハッカー攻撃やプラットフォームの倫理的問題によるリスクを排除し、コードベースのルールによってユーザー資金の安全性を保証します。

匿名性
DEXを利用するには、単に公開鍵(パブリックキー)があれば十分です。また、一部のDEX開発者は、彼らが提供するのはオープンソースソフトウェアのみであり、コミュニティがそのソフトウェアをどのように利用するかについては一切責任を負わないとしており、���れによりKYC(顧客確認)およびAML(マネーロンダリング防止)の問題を回避しています。

ダウンタイムなし
DEXは基盤となるパブリックブロックチェーン上に構築されているため、基盤ブロックチェーンは分散型ノードによる帳簿管理を採用しており、単一の障害点(シングルポイント・オブ・ファイラー)が発生しても全体の効率に影響を与えず、DEXのセキュリティは指数関数的に向上し、ダウンタイムのリスクがありません。

2)分散型取引所の課題点:

パブリックブロックチェーンのセキュリティリスク
DEXはパブリックブロックチェーンを基盤として構築されているため、もし基盤ブロックチェーンのセキュリティが十分に確保されていない場合、それが改ざんされると、DEXの取引情報も信頼できなくなり、ユーザー資産の安全性は空論に終わってしまいます。

流動性不足
流動性は取引所を評価する重要な指標であり、流動性が高いほど取引の成立が容易になります。多くのDEXは流動性の不足により、取引時のスリッページ(注文価格と最終執行価格の差異)が大きくなるという問題に直面しています。現在市場で知られている代表的なDEXであるEtherDeltaや0xProjectなどは、イーサリアムやEOSなどのパブリックブロックチェーン上に構築されており、ユーザー数の少なさや取引深度の不足といった客観的条件が、それらの成長を妨げる重要な要因となっています。

3.1.3 OKChainとOKExの相乗効果

以上のように、中央集権型取引所と分散型取引所にはそれぞれ長所と短所があり、現在のところ両者のターゲットユーザー層は異なります。

取引所の本質は「取引」であり、CEXは優れたユーザーエクスペリエンスを提供できるため、大多数のユーザーは流動性が高く、法定通貨の出入金が容易なCEXを選択します。また、主要取引所が持つ豊富な資金力および過去の危機的状況での優れた対応実績により、多くのユーザーがそれらの信用を信頼しています。一方で、取引の円滑さや利便性よりも、資金の安全性および匿名性を重視するユーザー層も存在し、そうしたユーザーにとってはDEXがより最適な選択肢となります。

OKChainは、OKExが大多数のユーザーの取引利便性ニーズを満たした後に、DEXという少数派のニーズを埋める役割を果たします。両者は互いに補完し合い、異なる技術形態を活用してそれぞれの強みを発揮することで、より広範かつ包括的なユーザー層をカバーし、ユーザーにより優れた利用体験を提供します。

3.2 OpenDEX

OpenDEXは、OKChainエコシステムにおけるDeFiプロジェクトであり、OKChainエコシステム内のユーザーに安全かつ安定したデジタル資産取引サービスを提供します。OKChainのメインネットの基盤アーキテクチャは、分散型取引所に基礎的な技術的支援を提供します。用途の観点から見ると、OpenDEXは自由にDEXを発行できるミドルウェアであり、イーサリアムがスマートコントラクト技術を通じてデジタル資産の発行を容易にしたのと同様に、OKChainはDEXの運用に必要な各種基本機能を提供し、誰でも独自のDEXを構築できます。

従来のDEXと比較して、OpenDEXはマッチングエンジンおよびオーダーブックをすべてブロックチェーン上に配置しており、完全なオンチェーンマッチングおよびオンチェーンオーダーブック管理により、マッチング情報の透明性およびセキュリティが向上します。また、マッチングシステムには集合競争方式(クローズドオ��クション)を採用しており、ブロック内での注文順序が最終的なマッチング結果に与える影響を弱め、取引の公平性を保証します。イーサリアムベースのプロジェクトと比較して、OKChainベースの集合競争方式は、より短時間でマッチングを完了できます。

3.2.1 オンチェーンオーダーブック方式

OpenDEXは、オンチェーンオーダーブック方式を採用した分散型取引所であり、このDEXアーキテクチャは完全にブロックチェーンに基づいています。すべての取引注文およびすべてのステート変更は、ブロックチェーンネットワーク上に1件のトランザクションとして記録されます。すべての未約定の注文(オープンオーダー)は、ブロックチェーン上のオーダーセットに記録され、オーダーセット内の注文が約定するかどうかは、買い手および売り手の注文内容および取引時に設定された約定戦略に依存します。買付注文(Bid)と売付注文(Ask)のマッチング時には、異なる資産タイプ間の取引は、注文の直接約定方式で完了できます。

OpenDEXの技術設計では、入金、出金、注文、決済のすべてがスマートコントラクトによって実行されます。基本的なロジックは以下の通りです:Maker(注文者)が自身のプライベートキーで注文を署名し、それをブロックチェーン上に送信します。Makerは注文時に、注文が一定ブロック数(例:Nブロック)経過しても約定されない場合に自動キャンセルされるように設定できます。その後、Taker(約定者)がオーダーブックから約定したい注文を選択し、対応する取引を生成して、署名後にブロックチェーン上のスマートコントラクトへ送信します。スマートコントラクトは、取引当事者の署名および注文の有効期限などの情報を検証した後、双方の資金を決済します。

3.2.2 集合競争方式(クローズドオークション)マッチングモデル

OpenDEXのマッチングシステムは集合競争方式(クローズドオークション)を採用しています。ブロックチェーンシステムでは、注文は連続的に発生するのではなく、ブロック生成間隔に応じて離散的に発生します。そのため、DEXは大多数のCEXが採用する連続的注文競争アルゴリズムではなく、ブロック生成間隔に応じて周期的に集合競争方式で注文をマッチングします。各ブロックにおいて集合競争方式を採用することで、1つのデジタル資産取引ペアは1つのブロック内で1つの約定価格のみを持つようになり、約定時は「価格優先、時間優先」の原則に従って実行されます。これにより、ブロック内での注文順序が最終的なマッチング結果に与える影響を大幅に弱め、取引の公平性を保証します。

3.2.3 OpenDEXの優位性

1)資金の安全性
預託形態の観点から、DEXはおおむね「カストディアル型(custodial)」および「セルフカストディアル型(self-custodial)」に分けられます。カストディアル型DEXでは、資金が第三者が管理するコントラクトに預けられます。悪意ある行為のリスクを低減するため、カストディアル型Layer2 DEXでは、マルチシグネチャやしきい値署名(threshold signature)などの技術を用いて、分散型の鍵管理を実現しています。一方、セルフカストディアル型Layer2 DEXには以下の特徴があります:①ユーザーの明示的な署名がなければ資金の移転は一切不可能、②署名時にユーザーは(ウォレットのUI/UX設計を通じて)すべての情報を得られる、③資金はいつでも引き出せる、④コードのアップグレードメカニズムが悪用されたとしても、この基本的な仕組みは破壊されない。したがって、資金は実質的にユーザーが支配しており、運営者はいかなる手段を用いてもユーザーの資産を凍結したり、アクセスしたりすることはできません。OpenDEXはこのセルフカストディアル型を採用しており、トークンの安全性がより高い水準で保証されます。

2)パブリックブロックチェーンの安全性
OKChainはTendermintコンセンサスアルゴリズムを採用しており、新規ブロックには「最終確定性(finality)」が保証されます。例えば、ビットコインのブロックは「確率的確定性(probabilistic finality)」を採用しており、最長チェーンの原則に基づき、チェーンが長くなればなるほどトランザクションの改ざん可能性は低下しますが、完全に排除することはできません。一方、最終確定性のロジックでは、トランザクションがブロックに含められ、ブロックチェーンに追加された時点で、そのトランザクションは即座に「最終確定」と見なされます。つまり、ブロック内で合意が成立すれば、そのブロックは最終確定となり、そこに含まれるトランザクションは一切逆転できません。OpenDEXはTendermintの優れた特性を活用して、高いトランザクション処理能力(スループット)および即時確認を実現し、「二重支払い(double-spend)」などの悪意ある行為を回避し、資金の安全性を確保するとともに、クロスチェーン清算・決済サービスを提供できます。

3)取引ペア数の制限なし
取引所における取引ペア数の制限という課題に対処するため、OpenDEXは「DEX運営者(DEX Operator)」という新しい役割を導入しました。DEX運営者は任意のトークンおよびトークン取引ペアを発行できます。従来のDEXでは取引ペアの設定が取引所によって限定されていたのに対し、OpenDEXは開放型の共通化取引所であり、DEX運営者はトークン取引ペアを運営する実体です。OKChainネットワーク内でDEX運営者になるには、一定数量のOKTを支払う必要があります。具体的には、OKTを支払ってトークンを発行し、取引ペアを登録・申請し、デジタル資産取引ペアの申請提案を承認・有効化した後、新規発行されたトークンはOKChainネットワーク上で自由に取引可能になります。DEX運営者は任意のトークンおよびトークン取引ペアを発行できますが、システム上、同一の取引ペアが重複して存在することは許可されていないため、人気のある取引ペアについては、DEX運営者が競争によってその運営権を獲得する必要があります。

4)流動性支援
オーダーブック方式の取引所では、マーケットメーカーが注文を出すことで流動性を提供します。取引の観点から見ると、従来のDEXはプラットフォームそのものに過度に焦点を当てており、取引の流動性を提供する主要な運営主体を軽視しています。私たちが日常的に利用する電子商取引(EC)モデルを例に挙げると、淘宝(タオバオ)はプラットフォームであり、販売者に信頼構築のためのサービスを提供していますが、実際にユーザーにサービスを提供しているのは淘宝の販売者です。OKChainはDEX運営者という役割を導入し、インセンティブメカニズムを強化することで、従来のCEXが抱える流動性不足という課題を解決できます。

5)手数料の減免
ユーザーがDEXで取引を行う際には、ガス料金(GAS fee)および取引手数料を支払う必要があります。ガス料金はブロック生成を行うバリデーターノードが獲得し、最低ガス料金の上限を下回ってはならず、ノードはガス料金の高い取引を優先的にブロック生成します。取引手数料はDEX運営者が獲得し、取引金額の0.1%の比率で徴収されます。もちろん、より多くのユーザーがDEX取引を利用し、エコシステムの発展を促進するために、今後はガス料金および取引手数料の減免権限が開放される予定です。例えば、DEX運営者は特定のトークンペアのマッチング手数料をユーザーに対して減免でき、スーパーノードはガバナンス提案の投票を通じて、特定のトークンペアのガス料金をDEX運営者に対して減免できます。

市販のCEXと比較して、OpenDEXでは資金の支配権がユーザーにあり、中央集権化に起因する資金セキュリティ事故を根本的に回避できます。さらに、DEXはより優れた匿名性、透明性および検閲耐性を提供します。基盤となるパブリックブロックチェーンは分散型ノードによる帳簿管理を採用しており、単一の障害点が発生しても全体の効率に影響を与えません。また、ユーザーは無制限の取引ペアを用いた取引が可能です。

一方、市販の他のDEXと比較して、OpenDEXはクロスチェーン対応のOKChainエコシステム上に構築されており、クロスチェーンソリューションを活用することで、取引者は上場中の任意の2種類の暗号資産間でクロスチェーン取引を行うことができます。また、Tendermintコンセンサスアルゴリズムを採用することで、新規ブロックに最終確定性が保証され、高いトランザクション処理能力および即時確認を実現します。流動性不足という課題に対処するため、OpenDEXはDEX運営者という役割を導入し、インセンティブメカニズムによって従来のCEXが抱える流動性不足という課題を解決します。今後、OpenDEXはガス料金および取引手数料の減免権限を開放し、ユーザーに実質的な取引メリットを提供します。

以上から、OKChainエコシステムに基づいて構築されたOpenDEXは、CEXおよび市販の他のDEXが抱える主要な課題を解決しています。

四、結論

OKChainは、OKExが開発した一連のオープンソースブロックチェーンアプリケーション用パブリックチェーンであり、安全かつ効率的なDeFiインフラストラクチャの構築を目的として、コミュニティ主導の運営、取引ルールの透明性、およびユーザー資産の自己管理を実現する分散型取引所(DEX)を創出することを目指しています。OKChainはCosmosのTendermintコンセンサスメカニズムおよびCosmosSDKを基盤として構築されており、クロスチェーン相互運用プロトコル(IBC)とTendermintコンセンサスアルゴリズムの即時確定性を組み合わせることで、ブロックチェーン間の価値転送を実現します。将来的には、価値の多方向流通という課題を解決するため、異種チェーン間のクロスチェーン(heterogeneous cross-chain)対応もサポートする予定です。OKChainエコシステムに基づいて構築されたオープン型分散型取引所OpenDEXは、CEXが抱える情報漏洩、資金流用、資金盗��、ネットワークダウン、取引ペア不足といった課題を解決し、さらにDEX運営者という新しい役割を導入することで、市販の他のDEXが抱える流動性不足という課題も解決しています。

執筆者:秀秀

指導教員:ElbertXU、OceanFAN、JayMeng

参考文献

1. OKChain GitHub
https://okchain-docs.readthedocs.io/en/latest/OKChain/overview.html

2. Tendermintの紹介および実践分析
https://www.jianshu.com/p/c82a020f90fb

3. OKEx Researchレポート:Staking Economy — PoSコンセンサスに基づく新規マイニングエコシステム
https://xueqiu.com/7023230380/151537031

4. クロスチェーン技術の分析および考察
https://blog.csdn.net/xilibi2003/article/details/88809051

Tendermintの深層解析:Cosmosエコシステムへの迅速な参入

https://zhuanlan.zhihu.com/p/38252058